常用無損檢測方法及其應用

前言

    在現代化企業的質量檢驗中針對不同產品、材料、結構選擇何種無損檢測方法已成為企業領導和工程技術人員關注的問題。要解決好這個問題，就必須對無損檢測方法及其特征有較全面、科學的了解。下面簡要介紹這些常用方法的特征，供有關人員參考。

    所謂無損檢測，是在不損傷材料和成品的條件下研究其內部和表面有無缺陷的手段，簡稱ＮＤＴ（Nondestructive Testing）。也就是說，它利用材料內部結構的異?；蛉毕莸拇嬖谒鸬膶?、聲、光、電、磁等反應的變化，評價結構異常和缺陷存在及其危害程度。

一般地說，無損檢測應包括缺陷檢測（探傷）和材料其它性能檢測（如力學性能、顯微組織和應力等）兩大方面。本文重點介紹缺陷檢測，即探傷方法的種類和特點。

１  無損檢測方法的分類

    表１列出了常用無損檢測方法的分類，從表中也可看出各方法的主要應用范圍。

２  無損檢測的優點與缺點

２．１優點

    (1)可直接對工件進行檢測而對工件的性能沒有任何損傷。

    (2)既能對工件進行的檢測，也可對典型的工件抽樣檢測。

                表１  常用無損檢測方法的分類

    (3)對同一工件可依次采用不同的檢測方法。

    (4)對同一工件可以重復進行同一種檢測。

    (5)可對在用工件進行檢測。

    (6)為了應用于現場，設備往往是攜帶的。

２．２缺點

    (1)檢驗員需要經過培訓與實踐的周期才能對結果作出說明。

    (2)在相互關系未經證明的情況下，不同的檢測人員可能檢測結果所表明的情況看法不一。

    (3)性能是直接測出的而測量結果卻只是定性或相對的。

３  檢測方法簡介

３．１目視檢測（ＶＴ）

３．１．１設備

    放大鏡、彩色增強器、直尺、千分尺、光學比較儀及光源。

３．１．２用途

    檢測表面缺陷、焊接外觀和尺寸。

３．１．３優點

    經濟、方便、設備少，檢驗員只需稍加培訓。

３．１．４局限性

    只能檢查外部即表面狀態，要求檢驗員視力好。

３．２  Ｘ射線檢驗（ＲＴ）

３．２．１設備及用途

    Ｘ射線機、電源、膠片、暗袋、增感屏、膠片處理設備、觀片燈、輻射防護及監控設備。檢測焊接缺陷（包括裂紋、氣孔、未熔合、未焊透和夾渣）以及腐蝕和裝配缺陷。zui易檢驗壁厚小于10mm的各種焊縫。

３．２．２基本原理

    Ｘ射線穿透物質，并能使膠片感光，根據穿透物質的厚度不同，在膠片上形成影像的黑度不同來判定缺陷的性質。

３．２．３優點

    缺陷檢查直觀，可獲得*性記錄供日后檢查。

３．２．４局限性

    Ｘ射線探傷設備不易攜帶。為了保證底片質量，檢測環境要有一定的空間。Ｘ射線有放射危險，因此要求工作環境無非工作人。對小徑管（外徑小于８９mm）中的變徑管、厚壁管內的缺陷不易檢出，適于檢驗對接焊縫。對體狀缺陷較為敏感，如氣孔、夾渣、未焊透，面狀缺陷不易檢出，如裂紋，可能探測沿照射方向的缺陷，與照射方向傾斜的缺陷很難檢出。無法準確確定缺陷位置。由于設備較多，工藝較復雜，所以從檢驗前的準備（裝片、設備間的連接、搭架子等）到檢驗過程（每次透照一、兩張片）再到底片的沖洗、評定需要相對較長的周期。要有素質高的操作和評片人員。

３．３超聲檢測法（ＵＴ）

３．３．１設備及用途

    超聲探傷儀、探頭、耦合劑、標準試塊、對比試塊等。檢測鑄件縮孔、氣孔、焊接裂紋、夾渣、未熔合、未焊透等缺陷及厚度測定。

３．３．２基本原理

    超聲波在不同介質中的傳播速度不同，根據顯示器上波形的變化，判定缺陷的性質及位置。

３．３．３優點

    對平面型缺陷十分敏感，一經探傷便知結果，設備易于攜帶，對環境要求不高，多數超聲波探傷儀不必外接電源，穿透力強。

３．３．４局限性

    檢驗前根據被檢工件的規格用標準試塊調整儀器、充電。超聲波儀為耦合傳感器，要求被檢表面光滑。適合檢驗厚壁工件內的缺陷，面狀缺陷易被檢出，如裂紋、未熔合等，體狀缺陷不易檢出，如氣孔、夾渣等。難于探出細小裂紋。奧氏體不銹鋼焊縫內的缺陷不易檢出。為解釋信號，要求檢驗人員素質高。

３．４磁粉檢驗法（ＭＴ）

３．４．１設備及用途

    磁頭、軛鐵、線圈、電源及磁粉。某些應用中要有設備和紫外源。檢測工件表面或近表面的裂紋、折疊夾層、夾渣及冷隔等。

３．４．２基本原理

    利用缺陷處漏磁場與磁粉相互作用，檢驗鐵磁性材料表面及近表面缺陷。當工件被磁化時，若在工件表面或近表面存在裂紋、冷隔等缺陷，便會在該處形成一漏磁場。此漏磁場將吸引、聚集探傷過程中施加的

磁粉，而形成缺陷顯示。

３．４．３優點

    經濟、簡便、易詮釋、設備較輕便。

３．４．４局限性

    限于鐵磁材料，探傷前后必須清潔工件，要求被檢工件表面無油污等粘附磁粉的物質。磁粉涂覆層太厚會引起假顯示。某些應用中，還要求探傷之后給工件退磁。接觸不好易產生電火花。

３．５滲透檢驗法（ＰＴ）

３．５．１材料設備及用途

    熒光或著色滲透液、顯象液、清洗劑（溶劑、乳化劑）及清潔裝置。如果用熒光著色，則需紫外光源。檢測表面不連續性，如裂紋、氣孔及縫隙等。

３．５．２基本原理

    基于毛細管的作用，工件表面涂上滲透液后，經過一定時間的滲透滲透液可以滲進表面開口缺陷中；經去除表面多余的滲透液和干燥后，再在工件表面涂上顯象劑，顯象劑將吸引缺陷中的滲透液，即滲透液回到顯象劑中，缺陷處之滲透液痕跡被顯示。

３．５．３優點

    對所有材料都適用，設備輕便，投資相對較少。探傷簡便結果易解釋。除光源需電源外，其它設備都不需電源可直觀顯示缺陷。

３．５．４局限性

    由于涂料、污垢及涂覆金屬等表面層會掩蓋缺陷，孔隙表面的漏洞也能引起假顯示，表面有油的工件不易檢出缺陷，裝油的容器或管路出現裂紋也不易檢出，由于出現裂紋，油就充滿裂紋，滲透劑不易滲入裂紋，如我廠ＥＨ油管路出現過肉眼看到有裂紋，但是用滲透檢測卻沒發

現裂紋。

３．６渦流檢測法（ＥＴ）

３．６．１設備及用途

    渦流探傷儀和標準試塊。檢測表面的不連續性（如裂紋、氣孔、未熔合等）和某些亞表面夾渣。

３．６．２基本原理

    根據試件缺陷引起檢測線圈阻抗或電壓幅值和相位變化來判定試件表面及近表面的缺陷情況。

                   表２  Ｘ射線檢測法和超聲檢測法比較

表３ 磁粉檢測法與滲透檢測法的比較

３．６．３優點

    較經濟、簡便，可自動探傷對準工件，不需耦合，探頭不必接觸試件。

３．６．４局限性

    于導體材料，穿透淺，因靈敏度隨試件幾何形狀而異，所以有些顯示被掩蓋了。要有參考標準。